¿Por qué nunca se probó la bomba de Hiroshima?
La bomba Little Boy era excepcionalmente simple y construida con redundancia en mente. La base es muy simple: tome dos trozos de material fisible, cada uno formado para que sea menos que la masa crítica para su forma particular. Ensamblarlos en una masa supercrítica muy rápidamente para que no puedan ocurrir eventos de fisión apreciables antes de que se complete el ensamblaje. Incluya un iniciador (una fuente de neutrones para iniciar la reacción en cadena de fisión) que se activa por el proceso de ensamblaje real. Este es un método crudo e ineficiente que utiliza una cantidad absurda de U-235. También está garantizado para trabajar.
Como resultado, Little Boy usó cuatro iniciadores, que parecen ser del mismo diseño que el utilizado en la bomba de implosión de plutonio Fat Man. Estos iniciadores usan pequeñas cantidades de polonio cuidadosamente enchapado en una pequeña esfera de berilio. El violento proceso de “ensamblaje crítico” rompe esa esfera y mezcla el polonio y el berilio. Lo que esto hace es exponer el metal de berilio a partículas alfa que son emitidas continuamente por el polonio. Esto hace que el berilio emita neutrones de alta energía, [1] que inician la reacción en cadena de fisión.
La bomba fue construida alrededor de un cañón naval modificado. El objetivo de uranio se montó cerca del hocico y el proyectil de uranio se fijó en su lugar en la recámara. [2] Una carga de propulsor común y estándar equipada con múltiples detonadores disparó el proyectil por el cañón, exactamente como sucedería en un cañón normal. Esta parte de la bomba utilizó materiales estándar y bien probados utilizados en miles de cañones.
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Para disparar la bomba a la altitud correcta, Little Boy usó lo que ahora llamaríamos un altímetro de radar. El dispositivo era un conjunto de radar de producción regular que se usaba en los cazas para advertir sobre el ataque de los aviones desde atrás, por lo que también se probó bien. Para protegerse contra posibles fallas, había cuatro de estos conjuntos de radar, y cuando dos o más produjeron una señal de que la bomba había alcanzado la altitud de detonación, un circuito se cerró y disparó el cañón.
No había necesidad de probar a Little Boy, ya que la posibilidad de que fallara era casi cero. Me imagino que habrían probado el diseño si hubieran podido, pero una sola bomba usó casi todo el uranio enriquecido que se había producido en Oak Ridge. Hubiera tomado meses fabricar lo suficiente para otra bomba.
El diseño de Fat Man se probó porque estaba usando la compleja técnica de implosión. Para hacer que esto funcione, una pieza esférica de plutonio del tamaño de una gran naranja ombligo se aplastó en una esfera del tamaño de una pelota de golf. La compresión tenía que ocurrir en fracciones de milisegundo, y tenía que ser uniforme. Para que esto suceda, los explosivos envueltos alrededor del núcleo de plutonio tuvieron que producir una explosión perfectamente esférica que se estrelló hacia adentro en lugar de salir en todas las direcciones.
Para dificultar todo el proceso, los cálculos necesarios para diseñar el sistema explosivo son muy complejos. Toda la secuencia de implosión tuvo que ser simulada en incrementos muy pequeños. Todo lo que tenían que realizar grandes cantidades de cálculos eran grandes calculadoras mecánicas que solo podían realizar las cuatro funciones aritméticas básicas y los clasificadores de tarjetas perforadas. Una hoja de cálculo era una hoja de papel literal o una pizarra.
Todo esto era nuevo para la División Teórica y la División de Explosivos en Los Alamos. Nadie había hecho nada como esto antes. No es sorprendente que no confiaran en este diseño hasta que fuera probado.
[1] Tal vez se pregunte: si el polonio es un emisor alfa y si las partículas alfa que chocan contra el berilio producen neutrones, ¿por qué el iniciador no siempre produce neutrones? Es una buena pregunta La última vez que lo revisé, el diseño detallado del iniciador Urchin todavía estaba clasificado, incluso después de todos estos años. La información no clasificada que he encontrado es bastante completa, pero carece de algunos detalles.
Por lo que puedo ver, el metal de polonio estaba encerrado en algún tipo de capa delgada de protección, supongo que es una lámina de oro. Cuando el Erizo fue aplastado por implosión o por el impacto de una gran cantidad de uranio que se mueve rápidamente, todo habría sido pulverizado (o vaporizado, según el caso) y mezclado completamente.
[2] Esta es una característica de seguridad poco conocida de la bomba Little Boy. Se usaron tres pasadores de cobre para sostener el proyectil de forma segura en la recámara. Esto evitó que el proyectil se soltara si la bomba se caía al manipularla o si el bombardero que la transportaba se estrellaba. La carga propulsora era más que lo suficientemente poderosa como para cortar los pasadores cuando se activó la bomba.